一、把握儿童的注意规律，寓教于乐，优化观察方式
游戏是儿童最感兴趣的活动。儿童的游戏是人类活动的一种形式，是儿童认识自然的途径之一。十九世纪法国教育家福禄倍尔说过：“小孩子的工作就是游戏。”早在上世纪80年代末，日本就对小学生规定了这样一种特殊的“家庭作业”——回家务必游戏。低年级儿童好动、爱玩，老师只要说让他们玩什么，学习的心理就会立即处于兴奋状态，日本这一特殊的“家庭作业”就激发了儿童学生的积极性和提高学习的主动性。心理学还表明：儿童的注意是无意注意占优势。学生年龄越小，年级越低，有意注意的时间越短。因而教学中运用无意注意规律，采用游戏的手段，使儿童的注意力集中到所学的内容上，是符合儿童的认知心理的。在科学教材中，如《影子》一课，可带领儿童看一看阳光下物体的影子，让儿童做一些影子的游戏，从游戏中去观察影子形成的条件以及各种物体的影子有什么共同特点。在游戏中，使儿童获得知识，提高认识这一自然现象的兴趣。
二、把握儿童认识特点，精选材料，优化感知对象
心理学研究表明：儿童的感知是儿童认识世界的重要心理过程，是儿童最基本的认识手段。儿童对事物的感知，明显受制于他们对感知对象的感情和兴趣。凡是他们觉得有趣的就会去感知，而没有兴趣的，就不会积极去感知。教材中需要的科学实验材料虽较多，但绝大多数是儿童生活中常见的可随手拈来，经过简单的制作就可以满足教学的需要，如铅笔、铅笔刀、塑料尺、塑料片、泡沫塑料、废圆珠笔芯、废小瓶、小药丸盒、牙膏皮、饮料瓶、橡皮筋、树叶、石子、气球、小食品袋等。有经验的教师常常根据儿童的感知特点，选择对儿童有强烈刺激、有吸刖力、有感知代表性的材料；选择具有科学性、普遍性和趣味性的材料；选择儿童乐于摆弄，利于开展各种探究活动的材料。这样，可以减少儿童探索的历程和难度，便于学生发现问题、解决问题、获取新知，增强学习的主动性和自觉性。学习《各种各样的根》一课，教师在准备植物根时，应尽量让学生自行去采集一些常见的齄物的根，萝卜、青菜、菠菜、水稻、香菜、葱、牛筋草、山芋等根。由于这些植物是儿童自己采集比较熟悉的，观察时便于学生从个别到一般，从具体到抽象，认识植物的根，在教师的引导下，学会对植物的根进行分类。在教学中，教师帮助学生精选实验（观察）材料，优化感知对象，可以激发儿童求知的欲望，增强教学效果。
三、根据儿童思维发展的特点，加强直观，优化认知过程
儿童对科学知识的理解，是建立在对事物感知的基础上的。心理学研究表明：小学生的思维发展是建立在不断充分感性的基础上的，没有丰富的感性认识就不可能有向理性认识的飞跃。对于儿童，要尽量使他们把初步的理性认识建立在直接把握的生动具体的感性认识的基础上。教学的直观性能提高儿童学习的积极性，促进认识的形成。根据儿童以形象思维为主的特点，在教学中必须先取儿童喜爱的、具体的、直观的自然物体和自然现象作为教学素材。例如虫鱼鸟兽、花草树木、风云雨雪、声光电磁、日月星辰等方面的知识，它们都是儿童非常渴望了解的知识。教科书是以彩图为主，配以简单的文字，绝大多数课文中所涉及的问题，儿童都可以从图中找到答案。因此在低年级科学教学中，教师应充分利用直观手段，优化认知过程，让儿童“看一看”、“做一做”、“想一想”、“说一说”，调动他们的多种感官参与，让儿童通过动眼、动手、动脑、动口，得知识、发展智能，掌握学习方法，养成良好习惯，有效地提高教学质量。
四、把握儿童记忆特点，借助实物，优化储存内容
小学生对客观世界的认识刚刚开始，对周围的一切都感到新鲜、好奇，但受年龄特征和知识水平的限制，他们的接受能力、理解能力都明显不同于成人，有自己的特点。心理学依据识记的自觉性和目的性把识记划分为无意识记和有意识记两种。儿童的无意识记占优势，他们的记忆以形象记忆为主，对具体形象的材料更容易记忆。儿童对概念的掌握是以典型的感性材料为基础的，他们对自然事物的认识往往是从自己的兴趣和感受出发，是局部、零散和肤浅的。对比较抽象的名词和概念理解就比较困雉，并难以记忆。所以，在进行概念教学时可采用“像什么一样的东西叫什么”的表述方式给某些事物下定义。如学习《水》、《空气》这两课，在给液体和气体下定义时是这样的：像水这样会流动的物体叫做液体，像空气这样会在空中四面八方流动的物体叫做气体。在此基础上，教师再让儿童自己动手实验，将水倒在塑料板或玻璃片上；将蚊香点燃，观察它的烟如何飞散，以加深对“液体”、“气体”概念的认知。由于儿童在掌握概念时，必须借助丰富的感性材料作基础，因此在进行概念教学时，教师应抓住这一特点，提供大量典型的有代表性的实物，借助儿童已有的知识和生活经验，具体形象地给新事物下定义，优化储存的内容，以利于克服遗忘，强化记忆，巩固教学效果。